太空采矿：哪种类型的发掘机最适合小行星？

　　在地球上，挖地是一件习以为常的事，咱们简直从不以为这是一件难事。但在太空中这样做是一个完全不同的出题。在一些更大的星球上，比方月球或火星，挖矿的办法与地球上的挖矿办法大致相似。但它们的“毫重力”会使咱们在太阳系数百万颗小行星上的发掘体会大不相同。考虑到小行星采矿的潜在经济影响，已经有许多关于如安在小行星上发掘的主张办法，亚利桑那大学的一个团队最近宣布了一系列关于运用定制斗轮进行发掘的最新论文。

　　斗轮规划最近好像在太空采矿中越来越受欢迎。依据NASA最新的年度陈述，ISRU试点发掘机（IPEx）采用了相似的规划，并已提升至5级技能安排妥当水平。可是，它是为在月球上运用而规划的，月球的引力比小行星大得多，小行星上有更多有价值的物质。

　　依据该论文，最低10%的小行星比月球含有更高浓度的铂族金属，如钯和锇。它们也更简略“取得动力”，这在某种程度上预示着你只需求月球5%左右的delta-V，就可以从正在进行采矿的小行星上获取资源。因为delta-V相当于燃料分量，因而直接相当于本钱，因而较低的delta-V使在这些细小物体上采矿在经济上更具吸引力。

　　但他们也面临着自己的工程应战。大多数小行星被称为“碎石堆”，这在某种程度上预示着它们是由岩石团块组成的，不管它们的质量给予它们的最小重力怎么，它们都仅仅简略地粘在一同。即使是富含金属的m型小行星，比方灵神星，也或许主要由这些小块物质组成。这样的环境不适合传统的采矿技能。

　　在Jekan Thangavelautham博士的带领下，亚利桑那大学的研讨人员采用了一种快速迭代的办法来处理这一个问题。他们开发了一个模型，代表小行星外表预期的作用力，并将这些作用力应用于不同斗轮规划的模型，挑选最适合环境的特征。

　　他们还采取了下一步办法，开端3D打印不同规划的原型。他们方案用这些打印的原型来搜集发掘力学的物理数据;可是，要做到这一点，他们要实在的小行星风化层模仿资料。现在还没有，所以他们决议自己做一个。聚苯乙烯泡沫塑料和3D打印树脂的组合好像做到了这一点，可是他们还不能制作满足的模仿物来完全测验这篇论文的方案测验组件。

　　这篇论文的另一个重要发现是，小行星自身的不同特性会对规划中两个最重要的参数 —— 铲斗体积和切开速度（即铲斗移动的速度）发生必定的影响。一些特征，如资源集中度，对这两个参数的影响很小。可是，其他显着的要素，如密度，有严重影响。

　　研讨小组发现，在这种环境下，大容量、缓慢移动的铲斗是抱负的。可是，部分考虑要素是轨迹支撑飞船将被发掘出来的资料填满的速度有多快。为添加物料从桶轮到存储体系的吞吐量时刻，研讨人员主张运用螺旋给料机，这也将使铲斗可以接连运转 —— 考虑到体系的经济约束，这是另一个必要条件。

　　此外，他们发现爪子是捉住风化层所必需的。一个可扩展的油管体系也是“最好有”，尽管假如每个轮子有许多铲斗，它就变得更必要。

　　论文中包含了这项作业的细节，研讨人员在7月底的ASCEND会议上宣布了相关的陈述。尽管这些里程碑是朝着正确方向迈出的一步，但这些技能依然处于比较来说较低的预备水平。可是，假如人类使用太阳系中一些最简略取得的资源，它们终究将是需求的。跟着咱们向其他国际的扩张，铲斗发掘机降落在小行星上并开端作业仅仅时刻问题。